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1、第 3 章 细胞代谢课时 5 影响光合作用的因素及其应用一、选择题1.2023湖北高温是制约世界粮食安全的因素之一，高温往往使植物叶片变黄、变褐。研究发现平均气温每升高 1，水稻、小麦等作物减产约 38。关于高温下作物减产的原因，下列叙述错误的是（D）A.呼吸作用变强，消耗大量养分B.光合作用强度减弱，有机物合成减少C.蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫D.叶绿素降解，光反应生成的 NADH 和 ATP 减少解析呼吸作用的最适温度高于光合作用，气温升高，植物呼吸作用增强，消耗的有机物增多，造成农作物减产，A正确；温度升高，可能导致光合作用相关酶的活性降低，光合作用强度减弱，有机物合成减少，B 正
2、确；温度升高，蒸腾作用增强，植物易失水萎蔫，从而影响正常的生命活动，造成减产，C 正确；据题干信息可知，高温使叶片变黄、变褐，推测高温导致叶绿素降解，光反应产生的 NADPH 和 ATP 减少，NADH 在细胞呼吸过程中产生，D 错误。2.2024潍坊五县联考某生物研究小组以菠菜圆叶片为材料探究光照强度和 CO2浓度对光合作用强度的影响，图甲表示探究光照强度对光合作用强度的影响；图乙表示探究 CO2浓度对光合作用强度的影响，其结果如图丙。下列说法正确的是（B）A.为使圆叶片全部沉到水底，抽气时应快速拉动注射器的活塞B.图甲中可通过调节光源与烧杯的距离来控制自变量C.将图乙装置中的 NaHCO3
3、溶液换成等量的 NaOH 溶液，可用于测定圆叶片的呼吸速率D.图丙中 bc 段曲线平缓，此段光合作用的限制因素主要是 CO2的浓度解析为使圆叶片全部沉到水底，抽气时应缓慢多次拉动注射器的活塞，使圆叶片内的气体逸出，A错误；图甲所示实验的自变量为光照强度，可通过调节光源与烧杯的距离来控制自变量，B正确；NaOH 溶液会吸收 CO2，呼吸作用释放出来的 CO2被吸收，无法测定呼吸速率，C错误；图丙中 NaHCO3溶液浓度由 b 到 c 逐渐增大，但 bc 段曲线平缓，所以此段光合作用的主要限制因素不是 CO2的浓度，D 错误。3.2024武汉部分学校调研不同光质对某高等绿色植物光合作用的影响如图
4、1 所示。用不同光质及次序组合的单色光处理该植物叶片，检测气孔开放程度，结果如图 2 所示。下列叙述错误的是（C）A.与红光照射时相比，蓝光照射时植物的光合速率大，导致胞间 CO2浓度较低B.蓝光可刺激气孔开放，其机理可能是蓝光可使保卫细胞的细胞液浓度升高C.绿光对蓝光刺激引起的气孔开放具有促进作用，该作用可被蓝光逆转D.该实验表明，不同光质及次序组合的单色光均会影响植物的光合作用效率解析与红光照射时相比，蓝光照射时植物的光合速率、气孔导度均较大，但胞间二氧化碳浓度较低，推测蓝光照射时植物光合速率较大，导致胞间二氧化碳浓度较低，A正确。蓝光可刺激气孔开放，其机理可能是蓝光可使保卫细胞的细胞液浓
5、度升高。保卫细胞的细胞液浓度升高，渗透压升高，保卫细胞吸水，细胞体积变大，气孔打开，B 正确。蓝光可刺激气孔开放，蓝光绿光组气孔开放程度低于蓝光组，且蓝光组气孔开放程度低于蓝光绿光蓝光组，说明绿光对蓝光刺激引起的气孔开放具有抑制作用，但是该作用可被蓝光逆转，C 错误。由图可知，不同光质及次序组合的单色光均会影响气孔开放程度，进而会影响植物的光合作用效率，D 正确。4.2024江西大联考，多选光合作用效率是指绿色植物通过光合作用制造的有机物中所含有的能量与光合作用所吸收的光能的比值。下列作物种植方式可提高光合作用效率的是（ABC）A.适当增施氮、磷、钾肥，促进农作物茎叶生长B.阴生植物应当种植在
6、荫蔽的地方C.对温室里的农作物增施农家肥D.农业生态系统中的间种和套作解析适当增施氮、磷、钾肥，能促进农作物茎叶生长，促进光合色素和相关酶的合成，提高光合作用效率，A正确；对于阴生植物而言，太强的光照不利于其生长发育，因此阴生植物应当种植在荫蔽的地方，B 正确；对于温室里的农作物来说，通过增施农家肥，可以增加温室中的 CO2含量，同样可以提高农作物的光合作用效率，C 正确；农业生态系统中的间种和套作，可以提高光能利用率，但不能提高光合作用效率，D错误。5.2023重庆名校一模红松（阳生）和人参（阴生）均为我国北方地区的植物。如图为两种植物在温度、水分均适宜的条件下，光合速率与呼吸速率的比值（P
7、/R）随光照强度变化的曲线图，下列叙述正确的是（D）A.光照强度为 a 时，每日光照 12 小时，一昼夜后人参干重不变，红松干重减少B.光照强度在 b 之后，限制红松 P/R 增大的主要外界因素是 CO2浓度C.光照强度为 c 时，红松和人参的净光合速率相等D.若适当增加土壤中无机盐镁的含量，则人参的 P/R 为 1 时对应的光照强度 a 减小解析由题图可知，光照强度为 a 时，对于人参而言，光合速率与呼吸速率的比值（P/R）为 1，光照 12 小时没有积累有机物，晚上进行呼吸作用消耗有机物，一昼夜后干重减少，A 错误；光照强度在 b、d 之间时，限制红松 P/R 增大的主要外界因素是光照强度
8、，在 d 之后，限制其 P/R 增大的主要外界因素是 CO2浓度，B错误；净光合速率光合速率呼吸速率，当光照强度为 c 时，二者的 P/R 相同，但呼吸速率不一定相同，故净光合速率不一定相同，C错误；对于人参而言，光照强度为 a 时光合速率与呼吸速率的比值（P/R）为 1，对应的光照强度为光补偿点，若适当增加土壤中无机盐镁的含量，人参合成叶绿素增多，达到光补偿点需要的光照强度变小，即 a 减小，D 正确。6.2024福州三校联考如图为桑叶光合速率随土壤水分减少的日变化曲线，图中曲线、分别为停止降雨后第 2、8、15 天测得的数据。若光照强度的日变化趋势相同，则据图判断，下列叙述错误的是（C）A
9、.在水分充足时桑叶没有出现“午休”现象B.曲线双峰的形成与光照强度的变化有关C.导致曲线日变化的主要因素是土壤含水量D.适时进行灌溉可以缓解桑叶“午休”程度解析分析题图中曲线可知，在水分充足时桑叶没有出现“午休”现象，A正确；曲线双峰的形成与光照强度的变化有关，B 正确；曲线为停止降雨后第 2 天测得的结果，此时土壤水分是较为充足的，因此导致曲线日变化的主要因素是光照强度，C 错误；在水分充足时桑叶没有出现“午休”现象，故适时进行灌溉可以缓解桑叶“午休”程度，D 正确。7.2024湖北重点高中联考夏季大棚种植，人们经常在傍晚这样做：延长 2 小时人工光照；熄灯后打开门和所有通风口半小时以上；关
10、上门和通风口。对于上述做法的生物学原理的分析错误的是（C）A.能延长光合作用时间，可以提高有机物的制造量B.起到降氧、降温、降湿度的作用，能抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗C.与相比，可使叶肉细胞中线粒体的功能有所增强D.可使棚内 CO2浓度增加，从而抑制细胞呼吸，并对次日的光合作用有利解析延长 2 小时人工光照，能延长光合作用时间，可以提高有机物的制造量，提高光合产量，A正确；熄灯后植物不再进行光合作用，只进行呼吸作用，熄灯后打开门和所有通风口半小时以上，可以起到降氧、降温、降湿度的作用，能抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗，B 正确；关上门和通风口，棚内 CO2浓度升高，会抑制细胞呼吸，且根据以
11、上分析可知，与相比，可使呼吸作用受抑制，叶肉细胞中线粒体的功能有所减弱，C 错误；关上门和通风口，棚内 CO2浓度升高，会抑制细胞呼吸，并对次日的光合作用有利，D 正确。二、非选择题8.2024广东七校第一次联考，12 分甜种油柑可生吃，也可制成饮品，潮汕地区是甜种油柑的主产区，某学习小组以某果园的同一品种、长势相近的甜种油柑为研究对象，探究温度对甜种油柑树光合作用的影响，实验设置不同的温度，其他环境条件保持相同或相似，种植一段时间后，测定相关指标，结果如表所示。（注：Rubisco 是一种催化 CO2固定的酶。）组别温度（）光合速率/（molm2s1）叶绿素含量/（mgdm2）Rubisco
12、 相对表达量Rubisco 活性/（UmL1）3015.14.20.831542012.84.10.65155107.53.50.2363（1）根据以上信息分析，该实验的自变量是温度，从环境因素角度分析，影响该实验的主要无关变量是光照强度、CO2浓度（写出两点即可）。（2）分析表中信息，Rubisco 的最适温度处于2030范围内。（3）对比分析组别、，组别光合速率下降的主要原因可能是组别Rubisco 相对表达量下降，CO2固定量降低，导致暗反应速率下降，进而导致光合速率下降。对比分析组别、，组别在三组实验中光合速率最低，推测低温抑制光合作用的机理可能是低温抑制叶绿素的合成（或低温促进叶绿素
13、的降解），导致叶绿素的含量降低，低温抑制 Rubisco 的表达和降低其活性，导致光反应速率和暗反应速率均下降，从而抑制光合作用。解析（1）据题表分析可知，该实验的自变量是温度，从环境因素角度分析，影响该实验的主要无关变量是光照强度、CO2浓度等。（2）Rubisco 活性在 20 和 30 时均较高，分别为155UmL1、154UmL1，二者数值几乎相同，推测 Rubisco 的最适温度处于 2030 范围内。（3）对比分析组别、，组别的光合速率相对较低，主要原因可能为组别Rubisco 相对表达量下降，CO2固定量降低，导致暗反应速率下降，进而导致光合速率下降。对比分析组别、，组别在三组实
14、验中光合速率、叶绿素含量、Rubisco 相对表达量、Rubisco 活性均最低，据此推测低温抑制光合作用的机理可能是低温抑制叶绿素的合成（或低温促进叶绿素的降解），导致叶绿素的含量降低，低温抑制 Rubisco 的表达和降低其活性，导致光反应速率和暗反应速率均下降，从而抑制光合作用。9.2024惠州一调，12 分科研人员探究了不同遮阴处理对某植物 A多项指标的影响，为林下种植植物 A 提供依据。相关结果见表，请回答下列问题。测定指标遮阴处理遮阴率 85遮阴率 56全光照叶绿素含量/（g/cm2）34.5833.0128.43叶片厚度（mm）1.151.651.84单片叶面积（cm2）17.6
15、714.668.58光饱和点/mol/（m2s）355586468最大净光合速率/mol/（m2s）7.4610.739.12注：光饱和点是指光合速率不再随光照强度增加而增强时的光照强度。（1）与全光照处理组相比，遮阴率 85处理组植物 A的最大净光合速率较低，主要原因是光照强度较弱（或光反应较弱），为暗反应提供的ATP 和 NADPH减少，进而导致在叶绿体基质中利用的 CO2量减少。（2）据表中数据分析可知，遮阴处理后，植物 A叶片厚度变小（变薄），叶绿素含量增加，单片叶面积增大，从而使植物 A 适应弱光环境。（3）植物 A有一定的适应弱光的能力，但科研人员认为过低的光照强度不利于其生长，判
16、断依据是与遮阴率 56处理组相比，遮阴率 85处理组植物 A 的光饱和点和最大净光合速率都下降。因此当我们在推广林下种植植物 A 时应该采取的合理措施是合理密植乔木冠层植物，以达较适合植物 A 生长的遮阴率（或适量修整乔木冠层的密度，以达较适合植物 A 生长的遮阴率或及时调控乔木冠层的透光率）（合理即可）。解析（1）与全光照处理组相比，遮阴率 85处理组植物 A 的最大净光合速率较低，主要原因为光照强度较弱，光反应较弱，为暗反应提供的 ATP 和 NADPH 减少，进而导致在叶绿体基质中利用的 CO2量减少。（2）据表可知，遮阴处理后，植物 A叶片厚度变小，叶绿素含量增加，单片叶面积增大，从而可适应弱光环境。（3）由表可知，与遮阴率 56处理组相比，遮阴率 85处理组植物 A 的光饱和点和最大净光合速率都下降，说明过低的光照强度不利于植物 A 生长。一、选择题10.在农业生产上常常施用一定量的无机肥来达到增产的目的。为了研究无机肥对植物生长发育的影响，科研小组将无机肥溶于土壤浸出液配制了不同浓度的盐溶液，利用这些盐溶液进行了相关实验，结果见下表。下列说法正确的是（D）盐浓度/（mmol
